近年來，鈣鈦礦太陽能電池因高效率與低成本潛力，成為光伏領域的研究熱點。特別是，二維/三維鈣鈦礦異質結構的快速發展，為器件性能提升提供了新思路。常用的表面鈍化分子化學活性較高，易擴散進入三維鈣鈦礦體相，觸發一系列不可控的相變過程，最終在界面處形成由不同層數組成的混維結構。由此形成的二維鈣鈦礦界面層因量子阱尺寸混雜，導致能級失配，阻礙光生載流子的有效抽取和輸運，在一定程度上限制器件的光電轉換效率和運行穩定性。當前，構建維度單一且可控的二維界面層，以實現高效電荷傳輸與長期穩定性，成為鈣鈦礦光伏研究的重要挑戰之一。
近日，中國科學院化學研究所宋延林課題組提出用于構建高質量鈣鈦礦太陽能電池二維鈍化界面的非侵入式表面固相反應策略。這一策略通過精確調控反應過程中的溫度與壓力，驅動鈍化分子在三維鈣鈦礦表面發生陽離子擴散與界面固相反應，成功在其表面構筑出具有單一維度（純相）的二維鈣鈦礦鈍化層。該策略可抑制傳統溶液法中常見的漸進式相變，避免形成混合n值的二維鈣鈦礦結構。該策略具有良好的分子適配性與普適性，適用于多種Ruddlesden-Popper型有機陽離子，能夠實現對三維鈣鈦礦表面的高效鈍化與界面調控。基于該策略的正式器件獲得26.13%的光電轉換效率（認證效率25.66%，有效面積0.085cm2），正式模組效率達23.03%（認證準穩態效率22.32%，有效面積13.94cm2）。
上述研究展示了固相反應制備純相二維鈣鈦礦鈍化的優勢，為制備高性能鈣鈦礦光伏器件提供了新思路。
相關研究成果發表在《自然-合成》（Nature Synthesis）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部和中國科學院的支持。
固相反應制備純相二維鈣鈦礦鈍化層助力高效鈣鈦礦太陽能電池
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